Даны две тахеометрические съёмки одной и той же трассы, выполненные в 1975 году с оптическим теодолитом и в 2023 году с использованием робота-тахеометра и GNSS — какие типичные источники расхождений вы ожидаете, как выполните их объединение и калибровку для получения единой исполнительной съёмки

29 Сен в 10:39
8 +1
0
Ответы
1

Коротко — какие расхождения ожидаются, и как их объединить/откалибровать, чтобы получить одну исполнительную съёмку.

1) Типичные источники расхождений

Разные системы координат/датумы и эпохи. 1975 чаще — местная (привязка к гос. пунктам того времени) или старая реализация национального датума; 2023 — ETRS89/ITRF/локальная матем. проекция. Смещения центра, поворот, масштаб, вертикальный сдвиг.Разные высотные системы (ортометрические уровни 1975 vs GNSS-эллипсоидные высоты 2023) и различия геоида/кривизны.Разные инструментальные систематические ошибки:
оптический теодолит/тахеометр 1975: индекс визирования, несоосность гориз./вертикали, погрешности оптики, способ измерения расстояний (стадия или старый EDM) — возможные постоянные и пропорциональные ошибки;робот-тахеометр и GNSS 2023: призменная константа, несоосность призмы/антенны, мультипут/плотная застройка у GNSS, моделирование атмосферы.Атмосферные условия и неприменённые поправки (температура/давление/применение коэффициента преломления) — особенно влияют на дальности и высоты.Разная точность: 1975 обычно хуже по абсолютной привязке и, возможно, по дальностям/углам; 2023 — лучше по абсолютной привязке (GNSS) и высока внутренняя точность робот-тахеометра.Геометрические/геодезические изменения за время: осадка, просадка, дорожные ремонты/пересечения, смещение конструкций.Ошибки в документации: невыписанные высоты инструментов/призм, неверные подписи, округления, утраченные точки.

2) Подготовка исходных данных и сбор метаданных

Соберите все чертежи/журналы/исходные наблюдения 1975: сырые наблюдения (если есть) лучше, чем только координаты.Получите метаданные 1975: опорные пункты, номера/координаты контрольных пунктов, описание выс. системы, датум проекции, инструмент, высоты приборов/призм, климатические записи (если есть).От GNSS/робота — RINEX/обработанные координаты, высота антенны, примечания по позиции и по неполадкам.Инвентаризация контрольных точек: какие пункты сохранены/проверяемы в 2023. Рекомбинируйте/пометьте те, что могли быть смещены.

3) Первичная проверка совместимости и грубая привязка

Приведите обе выборки к единой системе единиц (метры), одной проекции/датуму. Если 1975 в местной системе — найдите хотя бы 3–4 неизменных точек, измерьте их сейчас GNSS/тоталом и оцените трансформацию (поворот, смещение, масштаб).Для горизонтали обычно достаточно 2D similarity (поворот + масштаб + перенос) или 3D Helmert (7 параметров) если есть офсет по высоте/трёхмерные смещения.Для высот — определите, в какой системе старые высоты (уровни/балтийская/местная реперная сеть) и преобразуйте эллипсоидные (GNSS) в ортометрические через модель геоида или через привязочные нивелирные точки.

4) Математическое объединение и калибровка (рекомендуемый рабочий алгоритм)

Если есть исходные наблюдения: выполните совместную сетевую привязку (объединённая невзвешенная/взвешенная задача условной/свободной невязки) с учётом разных типов наблюдений:
наблюдения из тахеометрии 1975: углы, расстояния (с учётом их стохастики);GNSS-координаты/векторные наблюдения 2023: как наблюдения с заданной ковариационной матрицей;современные тахеометрические ходы: углы+дистанции.при необходимости добавьте параметры систематических ошибок (смещения призмы, индекс визирования, масштаб EDM).Построить математическую модель (обычно методом наименьших квадратов): неизвестные — координаты точек + (при необходимости) параметры преобразования/систематические поправки. Наблюдения — все измерения с их весами/дисперсиями.Весовая модель: дайте более высокий вес GNSS абсолютной привязке и современным измерениям; старым углам/дистанциям — веса согласно ожидаемой погрешности (по инструменту/журналу).Идентификация выбросов: анализ остатков, тесты на грубые ошибки (3σ, статистические тесты), исключение/переработка некорректных наблюдений.Оценка систематики: по остаткам проверьте наличие зависимости остатков по длине/азимуту/времени — могут указывать на неправильный масштаб EDM, ошибку индекса, температурную поправку.Если исходные сырые наблюдения 1975 недоступны, используйте метод двухшаговой трансформации:
1) измерьте (сейчас) несколько старых пунктов GNSS/тоталом;
2) рассчитайте 2D/3D трансформацию (similarity или Helmert) между старой сетью (их координатами в 1975) и новой привязкой;
3) примените трансформацию к всем старым координатам и затем проведите локальную мелкую сетевую привязку/корректировку вместе с новыми наблюдениями (iterative).Для высот: привяжите к современной нивелирной сети либо пересчитайте эллипсоидные высоты в ортометрические с помощью модели геоида, сопоставьте по контрольным уровням и введите постоянный/локально меняющийся вертикальный сдвиг (с учётом уклонов/осадок).

5) Практические поправки/параметры, которые обычно оценивают или корректируют

Смещение/поворот/масштаб в горизонтали (3 параметра для 2D similarity, 7 параметров для 3D Helmert).Постоянная вертикальная поправка (или вертикальная вариация) между высотными системами.Призменная константа/высота призмы/офсет антенны GNSS.EDM-коэффициент масштаба (ppm), температурная и атмосферная поправка на длину.Индекс визирования/несовпадение осей теодолита.Локальные деформации/осадки — если есть доказанные временные смещения, их следует фиксировать как реальные изменения (не «ошибки») и заносить в исполнительную как изменение положения за время.

6) Контроль качества и окончательная выдача

Выдайте объединённую таблицу координат с оценками погрешностей (σx, σy, σh) и ковариацией (или хотя бы эллипсами погрешности).В протоколе укажите: исходные системы, параметры трансформации, использованные опоры, значения оценённых параметров (смещение, поворот, масштаб), тесты на резидуалы, точки удалённые/переизмеренные, причину больших расхождений (если выявлена).Нанесите совместные графики/профили: профиль трассы 1975 и 2023, смещения по длине/азимуту, гистограммы остатков.Укажите эпоху итоговой съёмки и рекомендацию по дальнейшему мониторингу (если есть движение объектов).

7) Оценка ожидаемых величин расхождений (практически)

Горизонтальные смещения из-за разных датумов/привязки — от сантиметров до нескольких десятков сантиметров (иногда метров, если использовались локальные системы без явной привязки).Вертикальные различия — десятки сантиметров, если не сделать привязку по высотной системе/геоиду.Случайные разбросы — пары мм–см внутри современной съёмки; в старой съёмке разброс может быть см–десятки см в зависимости от метода.Реальные перемещения конструкций/просадки — могут быть значительными и должны фиксироваться отдельно.

8) Практические советы / рекомендуемое краткое рабочее выполнение

Сначала переизмерьте и зафиксируйте 6–10 общих контрольных точек GNSS/тотал сегодня (привязка к современной сети).Оцифруйте и проверьте журналы 1975; если есть сырые наблюдения — делайте совместную переоценку.Выполните 3D Helmert между наборами, оцените остатки, затем полную сетевую невязку с параметрами систематики при необходимости.Документируйте все предположения и результаты; сохраняйте исходные данные и промежуточные файлы.

Если хотите, могу:

предложить конкретную последовательность уравнений и параметры для задачи наименьших квадратов (либо 2D similarity, либо 3D Helmert + ковариации);помочь составить шаблон протокола/отчёта;оценить примерный масштаб расхождений при предоставлении пары координат/журналов 1975 и современных измерений.
29 Сен в 17:39
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир